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1、带电粒子在匀强磁场中的运动(二) 质谱仪、回旋加速器一 质谱仪1质谱仪是测量带电粒子的 和分析同位素的重要工具。2质谱仪工作原理一个质量为m，电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为U1的加速电场，然后经过S1沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。（1）求粒子进入磁场时的速率。（2）求粒子在磁场中运动的轨道半径。从上述分析结果可见，具有不同比荷的带电粒子在通过质谱仪后，因具有不同的轨道半径，将打在照相底片不同的位置上而得以被分开。课堂练习（一）质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具， 它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束
2、(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断 ( )A离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C只要x相同，则离子质量一定相同D只要x相同，则离子的荷质比一定相同二 回旋加速器1.构造：如图所示，D1,D2是半圆形金属盒D形盒的缝隙处接 电源。D形盒处于匀强磁场中。2.原理：交流电的周期和粒子加速做圆周运动的周期 ，粒子在做圆周运动的过程中一次次的经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次次的反向，粒子就会一次次的加速。由qvB= 得Ekm= ，可见粒子获得的最大动能由 和
3、 决定，与加速电压 关（“有”或“无”）讨论：要提高带电粒子的最终能量，应采取什么措施？（可由上式分析）课堂练习（二）1.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个D形盒D1,D2构成，其间留有空隙。下列说法正确的是（ ）A. 粒子由加速器的中心附近进入加速器 B粒子由加速器的边缘进入加速器C离子从磁场中获得能量 D离子从电场中获得能量2. 用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可采用下列哪几种方法（ ）A.将其磁感应强度增加为原来的2倍 B.将其磁感应强度增加为原来的4倍C.将D形盒的半径增大为原来的2倍 D.将D形盒的半径增
4、大为原来的2倍巩固训练xx1x2a0b0BAUv0S2.图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a、b经电压U加速（在A点初速度为零）后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则 （ ） Aa的质量一定大于b的质量Ba的电荷量一定大于b的电荷量S +P1P2A2 A1. . . . . . . . . . . . . . . . . . .B1B2Ca运动的时间大于b运动的时间Da的比荷（q a /ma）大于b的比荷（qb /mb）3.如图所示，有A,B,C,D四个离子，它们带同种电荷且电量相等，它们的速率关系为vavb=vcvd,质量关系为ma=mbmc=md,进入速度选择器后，有两种粒子从速度选择器射出，由此可以判定（ ）A. 射向P1的是a粒子 B 射向P2的是b粒子C 射向A1的是c粒子 D 射向A2的是d粒子B6.如图所示，回旋加速器D形盒的最大半径为R，匀强磁场垂直穿过D形盒面，两D形盒的间距为d。一质量为m,带电量为q的粒子每次经过间隙时都被加速，加速电压大小为U。粒子从静止开始多次加速，当速度达到v时粒子从D形盒的边缘引出。求：（1） 磁感应强度B的大小（2） 带电粒子在磁场中运动的圈数（3） 粒子在磁场和电场中运动的总时间2
